富水黄土围岩含水量变化隧道稳定性影响的数值模拟分析

结合唐山铁矿的施工过程,利用ansys有限元分析软件及有限差分软件flac3d对铁矿围岩稳定性进行数值模拟研究,分析了铁矿围岩的应力、沉降及塑性区状况,评价了围岩破坏机理及稳定性。结果表明:隧道开挖后围岩产生了一定的塑性区破坏,且地表产生了一定的沉降。由于对该矿山进行了流固耦合数值模拟研究,从研究成果看隔水层有效的阻止了渗流,但开挖扰动引起的裂隙使部分孔隙水从顶板中渗流到采场中,容易导致涌水事故。

为探明地下水对巷道围岩稳定性的影响,结合工程实际情况分析地下水对巷道围岩的弱化作用;建立围岩强度与饱和率之间的关系,用fish语言将该关系嵌入到flac流固耦合模块中,从而建立具有遇水弱化效应的巷道围岩稳定性数值计算模型.研究结果表明:在锚杆支护条件下,有水作用时巷道围岩变形明显增大,与实际淋水条件下巷道围岩变形破坏情况是一致的;在锚杆支护基础上进行全断面锚注支护可有效控制地下水影响下巷道围岩的变形.工程实践验证了数值模拟的准确性与锚注支护对于有地下水影响的巷道支护的适用性.

为判定矿山地下采矿巷道围岩稳定性,得出较为可靠的结果,文中运用flac3d有限差分软件对采矿巷道进行模拟计算,得出在有支护和无支护条件下的变形值;根据《采矿设计手册》中的变形量的上限值,判定采矿巷道围岩在没有支护的条件下是稳定的,不需要进行支护。

通过rfpa方法考虑岩石材料的细观非均匀特性,对深埋硬岩隧洞全断面一次开挖和分断面多次开挖进行数值模拟分析,直观呈现隧道围岩破裂面位置与形态渐进破坏诱致失稳的演化全过程,并与现场破坏情况对比研究,旨在揭示两种不同施工过程中应力演化、位移扩展、能量释放多个特征方面对围岩稳定性的影响及其破坏机制。数值模拟结果表明,隧洞围岩稳定性采用分断面多次开挖优于全断面一次开挖方式,为应对1#引水隧洞tbm掘进到锦屏山核部强岩爆风险,排引2#横通道往西洞段采用钻爆法超前实施导洞方案为最佳。虽然分断面开挖可以显著地降低围岩破坏风险,但不能彻底排除多次扩挖过程中围岩大塌方的情况,则建议这些洞段直接钻爆扩挖到位,让tbm步进安全通过为宜。同时深埋硬岩\"城门型\"隧道的破坏机制是来自侧壁破坏为主而拱形部位不存在压力拱破坏,与浅埋隧道的破坏在拱顶的破坏机制有明显区别,对认识隧道破坏机制有重要意义。

深部巷道围岩稳定性数值模拟研究——以某煤矿-648m南翼回风大巷400m的试验段为研究背景，以数值分析为手段，分析了巷道支护前后应力场、位移场、塑性区的分布情况，对巷道的稳定性和支护参数的合理性做出了评价，并将数值分析结果与现场监测数据进行对比，验证...

为了了解黄土围岩在浸水后对隧道周围土体和衬砌结构稳定性的影响,选择西安地铁二号线南康村—方新村区间隧道工程,借助有限元分析软件对计算模型采用施工和浸水两种工况进行模拟对比,同时结合现场监测数据,对黄土地铁隧道周围土体和衬砌结构受力及变形特性进行分析研究。分析结果表明:浸水后衬砌整体下沉3mm,地表沉降8.48mm,满足城市地铁对沉降的要求;浸水范围内,浸水后的围岩最大主应力小于浸水前,浸水范围以外,前者比后者略大;浸水后围岩塑性区面积较浸水前有所增大;浸水后衬砌最大弯矩和最大轴力较浸水前分别增大7%和15%,锚杆全部受压,基本失去支护效果。短期大量的雨水入侵黄土围岩,围岩变形和结构受力都在安全范围以内,对地铁隧道的稳定性不存在威胁。

文章结合始祖山公路隧道工程,采用数值模拟方法对该隧道施工全过程进行分析,并结合现场监测数据对模拟结果进行比较。结果表明:数值模拟结果与现场监测数据相近,具有较高的可靠性,通过数值模拟可以有效的反映隧道开挖施工过程中围岩的变形情况以及可能出现的危险情况,对隧道的施工有一定的指导意义。

以弹塑性理论为基础,利用通用有限元分析软件ansys,通过数值模拟方式,分析岩溶隧道围岩及支护稳定性.重点从围岩应力、位移、塑性区角度探究既有隐伏溶洞对隧道围岩及支护稳定性影响.研究成果为隧道工程开挖及支护施工提供理论指导和技术支持.

针对2种不同施工顺序对地下洞室围岩稳定性的影响,其一是先开挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞顶的沉降位移、洞室围岩的变形、塑性区、拉压破坏区等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后开挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、变形、破坏区以塑性区等。通过分析得出了前一种施工顺序更为有利的结论。

分岔隧道的施工涉及大跨段—连拱段—小净距段三种结构型式,工序转换和结构受力十分复杂。以西北某铁路分岔隧道为依托工程,采用数值分析的方法,分析得到了隧道围岩变形、应力状态、塑性区分布规律以及围岩可能出现的破坏模式,揭示了受力薄弱和关键部位,为分岔隧道顺利开挖提供技术支撑,可为类似工程提供参考。

以纳溪高速公路叙岭关隧道为背景,以方形溶洞为例,运用三维有限元方法分析隧道侧部溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:随着隧道的不断推进,右拱脚附近竖向位移和最大主应力有较明显的增加;拱顶、拱底围岩变形有朝溶洞方向位移的趋势;侧部溶洞对围岩的影响范围大约是2倍隧道洞径,对1倍隧道洞径内的围岩及侧部溶洞应及时处理。隧道围岩位移、应力的变化规律可为岩溶处理、支护时机提供依据。

公路隧道施工中控制隧道围岩在开挖后的变形,避免发生过大变形与破坏,为隧道二次衬砌争取时间是隧道施工中的关键问题。本文采用有限元数值模拟方法,模拟分析某一公路隧道的施工开挖过程,研究在不同的工况条件下,隧道围岩的稳定性,根据分析结果为隧道施工选择了合理的开挖施工方法,隧道典型断面的监测结果表明采用的施工方法能够满足开挖施工的安全及进度要求。

针对tsp超前地质预报技术的不足,通过对反射波信息的精细分析,结合地质勘查资料及现场施工情况,并通过tsp反射信息获取前方岩体部分力学参数,对隧道围岩的稳定性进行靶向超前数值模拟计算,对比分析不同施工工法下的围岩位移变化特征、塑性区及孔隙水压分布情况。结果表明,相较于二台阶法,三台阶法施工的围岩拱顶下沉、净空收敛及塑性区分布等均较小,二台阶法施工的围岩变化位移亦在规范允许范围之内,围岩状况稳定,对隧道高风险段施工工法转换及围岩稳定性的超前分析有一定的参考价值。

本文采用底摩擦试验方法,再现了不同条件下水平岩层隧道围岩变形破坏的发展演变过程,对层厚与水平岩层隧道围岩变形破坏的关系进行了研究。研究结果表明:水平岩层隧道围岩变形破坏模式是拱顶和拱肩在重力作用下的离层变形破坏,隧道围岩的整体破坏不是瞬时发生的,层厚对于水平岩层隧道围岩的稳定性有很大影响,岩层越厚,围岩越稳定,岩层越薄,越容易变形、破坏,根据研究成果提出了水平层状隧道围岩的加固措施建议,可为相似工程的设计与施工提供参考。

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。

本研究以北洺河铁矿为工程背景,针对采准切割工作中出现的软岩交叉巷道,运用flac3d对联巷交叉口进行三维数值模拟分析,研究交叉口围岩的力学、位移和变形破坏演化规律,并将控制点的位移监测值与计算值进行对比分析。研究结果表明:数值模拟方法必须辅以现场监控量测,才能客观正确地反映出地下工程在施工过程中围岩应力、位移及塑性区分布等特征,并为施工设计提供有效的参考依据。

采用有限元数值模拟方法,研究露天转地下开采中次生应力对巷道围岩稳定性影响。分析结果表明,水平应力对围岩稳定性有重要影响,侧压系数大于0.5,水平应力对围岩产生不利影响;侧压系数大于2.0,不利影响迅速扩大。围岩中存在铰接拱结构,围岩体通过这种结构来承担上部荷载。

结合广乐高速公路长基岭隧道施工工程,利用有限差分软件flac3d对2条隧道之间岩体中含有溶洞情况下的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究。结果表明:隧道开挖后,隧道围岩分别向隧道内和溶洞内变形,且变形幅度随着溶洞尺寸的增大普遍变大;隧道围岩塑性区分布位置和范围随着溶洞尺寸的不同出现明显的变化;隧道底部围岩由于拉应力的出现可能使围岩产生过大的变形和岩体破坏,对其稳定性要给予特别的重视。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。

隧道围岩稳定性分析是该工程领域亟需解决的问题。本文主要针对圆形断面隧道围岩稳定性进行分析,建立了合适的地质模型,分析了隧道开挖过程中,隧道围岩与支护结构相互作用力的变化规律,为今后的相关研究提供了一个思路。

通过建立有限元、离散元两种数值力学模型,开展开挖跨度对隧道围岩稳定性的影响规律研究。结果表明:在不考虑洞室形状影响的前提下,当围岩按连续介质假设,且开挖后仍处于弹性应力状态时,单纯增加隧道开挖跨度对围岩应力状态影响不大;但若开挖后进入弹塑性应力状态,则单纯加大开挖跨度会导致塑性区半径大幅度增加,影响围岩稳定。当围岩按非连续介质假定时,岩体失稳主要呈现节理面间剪切滑移。开挖跨度增大相当于隧道跨度与岩块的相对尺度增大,隧道关键块体失稳概率加大,对于相同产状节理岩体,关键块体出现部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道开挖的应力扰动区内遭遇节理的组数增加,组数越多,岩体越破碎,失稳概率越大,且失稳模式各有不同,增加了支护难度。

公路隧道围岩稳定性三维动态模拟分析——利用显式有限差分法，建立了三维有限差分的分析模型，对某公路隧道围岩稳定性进行了数值模拟。结合工程实例进行计算分析，对可能发生围岩大变形的部位进行了预测，得到了与实际情况基本一致的结论。

通过曼歇2号隧道中导洞开挖中的地质素描和资料收集,依据掌子面和两壁出露的地质体的岩性、节理、岩体结构类型、地质构造特征等综合特征,沿其走向、倾向和倾角的延伸推断工作面短距离前方的地质情况,应用赤平投影分析法对正洞的围岩稳定性和边坡的变形破坏做出定性和定量分析,从而预测两侧正洞的地质情况,对连拱隧道上、下行线正洞的施工予以指导和控制,进而达到短期预报的目的。